KR20130055288A - Voice coil motor and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기준위치로부터 양방향으로 구동되며, 저전류 및 저소비전력으로 작동되는 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a voice coil motor driven in both directions from a reference position and operated with low current and low power consumption, and a driving method thereof.
최근 들어, 초소형 디지털 카메라가 내장된 휴대폰 등이 개발되고 있다.Recently, mobile phones and the like with built-in miniature digital cameras have been developed.
종래 휴대폰 등에 적용되는 초소형 디지털 카메라의 경우, 외부광을 디지털 이미지 또는 디지털 영상으로 변경하는 이미지 센서 및 렌즈 사이의 간격을 조절할 수 없었으나, 최근 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절하는 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치가 개발되어 초소형 디지털 카메라에서 보다 개선된 디지털 이미지 또는 디지털 영상을 얻을 수 있게 되었다.In the case of a conventional digital camera applied to a mobile phone, the distance between an image sensor and a lens for changing external light into a digital image or a digital image cannot be adjusted, but a voice coil motor for controlling the distance between the image sensor and the lens has recently been used. The same lens driving device has been developed to enable improved digital images or digital images in ultra-compact digital cameras.
일반적으로 보이스 코일 모터는 내부에 렌즈가 장착되며 베이스에 배치된 보빈이 베이스로부터 상부로 이동하여 렌즈 및 베이스의 후면에 배치된 이미지 센서 사이의 간격을 조절한다.In general, a voice coil motor has a lens mounted therein, and a bobbin disposed at the base moves upward from the base to adjust a gap between the lens and an image sensor disposed at the rear of the base.
또한, 보이스 코일 모터의 보빈에는 판 스프링이 결합되어 보이스 코일 모터가 작동하지 않을 때 보빈은 판 스프링의 탄성력에 의하여 항상 베이스와 접촉된다. 즉, 종래 보이스 코일 모터의 보빈은 베이스에 대하여 상부를 향해 일방향으로 구동된다.In addition, the bobbin of the voice coil motor is coupled to the leaf spring so that the bobbin is always in contact with the base by the elastic force of the leaf spring when the voice coil motor is not operated. That is, the bobbin of the conventional voice coil motor is driven in one direction toward the top with respect to the base.
종래 보이스 코일 모터가 일방향으로만 구동됨으로써 보이스 코일 모터를 구동하기 위해서는 보빈의 자중 및 판 스프링의 탄성력 보다 큰 구동력을 필요로 하고, 이로 인해 보이스 코일 모터의 소비 전력이 크게 증가 되는 문제점을 갖는다. In order to drive the voice coil motor by driving the voice coil motor only in one direction, a driving force larger than the self-weight of the bobbin and the elastic force of the leaf spring is required, and thus, the power consumption of the voice coil motor is greatly increased.
또한, 보이스 코일 모터를 구동하기 위해서는 보빈의 자중 및 판 스프링의 탄성력 보다 큰 구동력을 필요로 하기 때문에 마그네트 또는 보빈에 권선된 코일의 사이즈가 증가 되어 보이스 코일 모터의 전체적인 사이즈가 증가되는 문제점을 갖는다.In addition, in order to drive the voice coil motor requires a driving force greater than the self-weight of the bobbin and the elastic force of the leaf spring has a problem that the size of the coil wound on the magnet or bobbin is increased to increase the overall size of the voice coil motor.
또한, 판 스프링의 형상이 변형될 경우, 렌즈 및 이미지 센서 사이의 포커스가 정확하게 이루어지지 않아 이미지 품질이 크게 낮아지는 문제점을 갖는다.
In addition, when the shape of the leaf spring is deformed, the focus between the lens and the image sensor is not made accurately has a problem that the image quality is significantly lowered.
본 발명은 보다 작은 전류로 가동자를 구동하기에 적합한 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법을 제공한다.The present invention provides a voice coil motor and its driving method suitable for driving the mover with a smaller current.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The technical object of the present invention is not limited to the above-mentioned technical objects and other technical objects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.
일실시예로서, 보이스 코일 모터는 코일 블럭 및 상기 코일 블럭을 고정하는 하우징을 포함하는 고정자; 상기 코일 블럭의 내부에 배치되며 내부에 렌즈가 고정된 보빈 및 상기 보빈에 상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트를 포함하는 가동자; 상기 하우징이 고정되며 상기 렌즈와 대응하는 위치에 개구가 형성되며, 상기 보빈과 마주하는 상면에 상기 보빈의 하면을 수용하는 보빈 수용홈이 형성된 베이스; 및 상기 코일 블럭에 구동 신호가 인가되지 않았을 때, 상기 가동자의 자세에 상관없이 상기 보빈의 하면 및 상기 보빈 수용홈에 의하여 형성된 바닥면 사이에 갭이 형성되도록 상기 보빈 및 상기 베이스에 고정된 하부 탄성 부재를 포함한다.In one embodiment, the voice coil motor includes a stator including a coil block and a housing for fixing the coil block; A mover including a bobbin disposed inside the coil block and having a lens fixed therein, and a magnet disposed on the bobbin facing the coil block; A base in which the housing is fixed and an opening is formed at a position corresponding to the lens, and a bobbin receiving groove is formed on an upper surface facing the bobbin to receive a lower surface of the bobbin; And a lower elasticity fixed to the bobbin and the base such that a gap is formed between the bottom surface of the bobbin and the bottom surface formed by the bobbin receiving groove regardless of the posture of the mover when no driving signal is applied to the coil block. Member.
일실시예로서, 보이스 코일 모터는 코일 블럭 및 상기 코일 블럭을 고정하는 하우징을 포함하는 고정자; 상기 코일 블럭의 내부에 배치되며 내부에 렌즈가 고정된 보빈 및 상기 보빈에 상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트를 포함하는 가동자; 상기 하우징이 고정되며 상기 렌즈와 대응하는 위치에 개구가 형성되며, 상기 보빈과 마주하는 상면에 상기 보빈의 하면을 수용하는 보빈 수용홈이 형성된 베이스; 및 상기 보빈의 하면 및 상기 보빈 수용홈에 의하여 형성된 바닥면 사이에 갭이 형성되도록 상기 보빈 및 상기 베이스에 고정된 하부 탄성 부재를 포함하며, 상기 하부 탄성 부재에 의하여 지지 된 상기 보빈은 상기 코일 블럭 및 상기 마그네트에 의하여 발생된 제1 힘에 의하여 상기 베이스와 멀어지는 제1 방향 및 상기 보빈 수용홈에 의하여 상기 베이스와 가까워지는 제2 방향 중 어느 한 방향으로 구동된다.In one embodiment, the voice coil motor includes a stator including a coil block and a housing for fixing the coil block; A mover including a bobbin disposed inside the coil block and having a lens fixed therein, and a magnet disposed on the bobbin facing the coil block; A base in which the housing is fixed and an opening is formed at a position corresponding to the lens, and a bobbin receiving groove is formed on an upper surface facing the bobbin to receive a lower surface of the bobbin; And a lower elastic member fixed to the bobbin and the base such that a gap is formed between a bottom surface of the bobbin and a bottom surface formed by the bobbin receiving groove, wherein the bobbin supported by the lower elastic member includes the coil block. And a first direction away from the base by a first force generated by the magnet, and a second direction closer to the base by the bobbin receiving groove.
일실시예로서, 보이스 코일 모터의 구동 방법은 보빈 수납홈이 형성된 베이스, 상기 베이스 상에 배치되며 상기 보빈 수납홈 상부에 배치되며 마그네트를 포함하는 가동자, 상기 베이스에 고정되며 상기 마그네트와 마주하는 코일 블럭을 포함하는 고정자 및 상기 가동자를 상기 보빈 수납홈 상부에 플로팅 시키는 탄성 부재를 포함하는 보이스 코일 모터에 있어서, 상기 코일 블럭에 초기 구동 신호를 인가하여 상기 보빈을 기준 위치로 이동시켜 상기 보빈을 정렬시키는 단계; 상기 코일 블럭에 레벨이 증가 또는 감소 되는 구동 전류를 인가하여 상기 보빈을 상기 기준 위치로부터 포커스 위치로 이동시키는 단계; 및 상기 렌즈 및 상기 이미지 센서 모듈 사이에 최적 포커스가 형성될 때 상기 구동 전류의 상기 레벨을 일정하게 유지시켜 상기 보빈을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지 시키는 단계를 포함한다.In one embodiment, the driving method of the voice coil motor is a base having a bobbin receiving groove, disposed on the base and disposed on the bobbin receiving groove and including a magnet, fixed to the base and facing the magnet. A voice coil motor including a stator including a coil block and an elastic member for floating the mover on an upper portion of the bobbin receiving groove, wherein the bobbin is moved to a reference position by applying an initial driving signal to the coil block. Aligning; Moving the bobbin from the reference position to a focus position by applying a driving current of increasing or decreasing level to the coil block; And stopping the bobbin at a position corresponding to the optimum focus by maintaining the level of the drive current constant when an optimum focus is formed between the lens and the image sensor module.
일실시예로서, 보이스 코일 모터의 구동 방법은 보빈 수납홈이 형성된 베이스, 상기 베이스 상에 배치되며 상기 보빈 수납홈 상부에 배치되며 마그네트를 포함하는 가동자, 상기 베이스에 고정되며 상기 마그네트와 마주하는 코일 블럭을 포함하는 고정자 및 상기 가동자를 상기 보빈 수납홈 상부에 플로팅 시키는 탄성 부재를 포함하며, 상기 코일 블럭에 기준 전류를 인가하여 상기 보빈을 기준 위치로 이동시켜 상기 보빈을 정렬시키는 단계; 상기 코일 블럭에 레벨이 증가 또는 감소 되는 구동 전류를 인가하여 상기 보빈을 상기 기준 위치로부터 포커스 위치로 이동시키는 단계; 및 상기 렌즈 및 상기 이미지 센서 모듈 사이에 최적 포커스가 형성될 때 상기 구동 전류의 상기 레벨을 일정하게 유지시켜 상기 보빈을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지시키는 단계를 포함한다.
In one embodiment, the driving method of the voice coil motor is a base having a bobbin receiving groove, disposed on the base and disposed on the bobbin receiving groove and including a magnet, fixed to the base and facing the magnet. And a stator including a coil block and an elastic member for floating the mover on the bobbin receiving groove, wherein the bobbin is moved to a reference position by applying a reference current to the coil block to align the bobbin; Moving the bobbin from the reference position to a focus position by applying a driving current of increasing or decreasing level to the coil block; And stopping the bobbin at a position corresponding to the optimum focus by maintaining the level of the drive current constant when an optimal focus is formed between the lens and the image sensor module.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터 및 이의 구동 방법에 의하면, 렌즈가 장착된 보빈을 이미지 센서가 탑재된 베이스의 상면에 형성된 보빈 수납홈으로부터 플로팅 시키고, 코일 블럭에 정방향 전류 또는 역방향 전류를 인가하여 보빈을 포함하는 가동자를 베이스로부터 멀어지는 방향 또는 베이스로 접근하는 방향으로 양방향 구동함으로써 보이스 코일 모터를 저전류로 구동 및 소비 전력을 감소시키고 보다 빠른 시간 내에 렌즈 및 이미지 센서 사이의 포커스를 조절할 수 있고, 보빈의 구동에 따른 접촉 소음을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
According to the voice coil motor and a driving method thereof according to the present invention, a bobbin mounted with a lens is floated from a bobbin accommodation groove formed on an upper surface of a base on which an image sensor is mounted, and a bobbin is applied by applying a forward current or a reverse current to the coil block. By driving the containing mover in both directions away from the base or approaching the base, the voice coil motor can be driven with low current, reducing power consumption and adjusting the focus between the lens and image sensor in a shorter time. It has an effect of reducing contact noise due to driving.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 조립 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 보이스 코일 모터를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 보이스 코일 모터를 구동하기 위한 구동 전류량 및 이동량의 관계를 도시한 그래프이다.
도 5는 도 1의 보이스 코일 모터의 가동자를 상승 또는 하강 시키기 위한 구동 회로를 도시한 블럭도이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 구동 회로에 의하여 코일 블럭에 정방향 전류 또는 역방향 전류가 인가되는 것을 도시한 블럭도들이다.
도 8 및 도 9는 도 1에 도시된 보이스 코일 모터의 구동 방법을 설명하기 위한 그래프들이다.1 is an exploded perspective view of a voice coil motor according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an assembled sectional view of Fig. 1. Fig.
3 is a cross-sectional view conceptually illustrating the voice coil motor illustrated in FIG. 1.
4 is a graph showing a relationship between a driving current amount and a moving amount for driving the voice coil motor shown in FIG. 3.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a driving circuit for raising or lowering the mover of the voice coil motor of FIG. 1.
6 and 7 are block diagrams illustrating that a forward current or a reverse current is applied to the coil block by the driving circuit of FIG. 5.
8 and 9 are graphs for describing a method of driving the voice coil motor illustrated in FIG. 1.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. The definitions of these terms should be interpreted based on the contents of the present specification and meanings and concepts in accordance with the technical idea of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 조립 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a voice coil motor according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is an assembled sectional view of Fig. 1. Fig.
도 1 및 도 2를 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 고정자(100), 가동자(200), 베이스(300) 및 하부 탄성 부재(400)를 포함한다. 이에 더하여, 보이스 코일 모터(600)는 커버 캔(500)을 포함할 수 있다.1 and 2, the
고정자(100)는 코일 블럭(120) 및 하우징(150)을 포함한다. 고정자(100)는 후술 될 가동자(200)를 구동하기 위한 자기장을 발생시킨다.The
코일 블럭(120)은, 예를 들어, 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 통 형상으로 권선하여 형성된다. 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 권선하여 형성된 코일 블럭(120)에 전압차를 갖는 전압을 인가할 경우 코일 블럭(120)으로부터는 자기장이 발생 되며, 자기장의 방향은 코일 블럭(120)에 흐르는 전류의 방향에 따라 변경된다.The
하우징(150)은 코일 블럭(120)을 고정한다. 하우징(150)은, 예를 들어, 하우징 몸체(152) 및 기둥(154)들을 포함한다.The
하우징 몸체(152)는, 예를 들어, 직사각형 플레이트 형상으로 형성되며, 하우징 몸체(152)의 중앙부에는 후술 될 보빈에 장착된 렌즈를 노출하는 개구(153)가 형성된다.The
하우징 몸체(152)의 상면에는 후술 될 상부 탄성 부재를 고정하기 위한 복수개의 결합 보스(156)들이 형성된다.The upper surface of the
기둥(154)들은 베이스(300)와 마주하는 하우징 몸체(152)의 하면의 4 개의 모서리들로부터 각각 돌출된다. 코일 블럭(120)의 내측면은 기둥(154)들의 외주면에 고정된다. 기둥(154)들은 후술 될 베이스(300)의 상면에 결합 될 수 있다.The
본 발명의 일실시예에서, 코일 블럭(120)은 통 형상으로 권선 된 상태에서 하우징(150)의 기둥(154)들에 접착제 등에 의하여 부착 또는 하우징(150)의 기둥(154)들에 직접 권선될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
가동자(200)는 보빈(210) 및 마그네트(250)을 포함한다.The
보빈(210)의 내부에는 원기둥 형상의 렌즈(205)가 고정된다. 가동자(200)는 고정자(100)에 대하여 이동하여 후술 될 베이스(300)의 하면에 배치되는 이미지 센서 및 렌즈(205) 사이의 간격을 조절한다.A
보빈(210)은, 예를 들어, 중공이 형성된 원통 형상으로 형성되며, 보빈(210)의 내주면에는 렌즈(205)를 고정하기 위한 나사산이 형성된다.The
보빈(210)의 외주면에는 복수개의 마그네트(250)들을 고정하기 위한 평탄한 마그네트 고정부(215)들이 형성된다. 예를 들어, 마그네트 고정부(215)들은, 예를 들어, 보빈(210)의 외주면에 4 개가 등 간격으로 형성된다.Flat
마그네트(250)들은, 예를 들어, 플레이트 형상으로 형성되며, 마그네트(250)들은 보빈(210)의 외주면에 형성된 각 마그네트 고정부(215)들에 고정된다. 각 마그네트(250)들은 접착제 등에 의하여 마그네트 고정부(215)에 부착될 수 있다.The
각 마그네트(250)들은 고정자(100)의 코일 블럭(120)과 마주하게 배치된다.Each
베이스(300)는, 예를 들어, 직육면체 플레이트 형상으로 형성되며, 고정자(100)를 고정하는 역할을 한다.The
베이스(300)는, 예를 들어, 직육면체 플레이트 형상으로 형성되며, 고정자(100)를 고정하는 역할을 한다.The
베이스(300)의 중앙부에는 가동자(200)의 보빈(210)의 내부에 내장된 렌즈(205)를 통과한 광이 통과하는 개구(310)가 형성된다.In the central portion of the
플레이트 형상으로 형성된 베이스(300)의 상면(320)의 4 개의 모서리들에는 각각 결합 기둥(325)들이 형성되며, 결합 기둥(325)은 후술 될 커버 캔(500)과 베이스(300)를 상호 결합하는 역할을 한다.Four
베이스(300)의 후면에는 보빈(210)의 렌즈(205)를 통과한 광에 대응하는 이미지를 생성하는 IR 필터(301) 및 이미지 센서(미도시)가 고정된다.An
한편, 베이스(300)의 상면(320)에는 상면(320)으로부터 오목하게 형성된 보빈 수납홈(330)이 형성된다. 보빈 수납홈(330)은 보빈(210)의 하단을 수납하는 역할을 한다.On the other hand, the
보빈 수납홈(330)은 보빈(210)의 평면적 보다 크게 형성되고, 보빈 수납홈(330)에 의하여 보빈(210) 및 베이스(300)는 일부가 상호 오버랩 될 수 있다.The
본 발명의 일실시예에서, 보빈 수납홈(330)의 깊이는 가동자(200)의 스트로크 길이를 감안하여 형성된다.In one embodiment of the present invention, the depth of the
한편, 보빈 수납홈(330)에 의하여 형성된 보빈(210)의 바닥면(335)에는 베이스(300)의 개구(310)를 따라 형성된 충격 흡수 부재(350)가 배치된다. 충격 흡수 부재(350)는, 예를 들어, 보빈(210) 및 베이스(300)의 바닥면(335)의 충돌에 따른 충격을 흡수한다.Meanwhile, the
본 발명의 일실시예에서, 충격 흡수 부재(350)는 스폰지, 탄성을 갖는 합성 수지 및 고무 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 충격 흡수 부재(350)는 얇은 두께를 갖는 환형 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
하부 탄성 부재(400)는 가동자(200)의 보빈(210)을 탄력적으로 지지하며, 하부 탄성 부재(400)는 가동자(200)의 보빈(210)의 하면이 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)의 상부에 플로팅 되도록 한다.The lower
즉, 하부 탄성 부재(400)는 코일 블럭(120)에 전류가 인가되지 않았을 때, 보빈(210)의 자세와 상관없이 보빈(210)의 하면 및 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)에 의하여 형성된 바닥면(335) 사이에 갭(gap)을 형성한다.That is, the lower
여기서, 보빈(210)의 자세는 보빈(210)의 렌즈가 하부를 향하거나, 보빈(210)의 렌즈가 상부를 향하거나 보빈(210)의 렌즈가 지면과 평행하게 배치되는 것을 의미한다.Here, the posture of the
하부 탄성 부재(400)는 내측 하부 탄성부(410), 외측 하부 탄성부(420) 및 연결 하부 탄성부(430)를 포함한다.The lower
내측 하부 탄성부(410)는, 예를 들어, 환형 링 형상으로 형성되며, 내측 하부 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면에 결합 된다. 내측 하부 탄성부(410)는, 예를 들어, 접착제 또는 열융착에 의하여 보빈(210)의 하면에 결합 된다.The inner lower
내측 하부 탄성부(410)는 보빈(210)의 하면에 결합되기 때문에 내측 하부 탄성부(410) 역시 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)에 삽입되는 사이즈로 형성된다.Since the inner lower
외측 하부 탄성부(420)는 내측 하부 탄성부(410)의 외측에 배치되며, 외측 하부 탄성부(420)는 사각 프레임 형상으로 형성된다.The outer lower
외측 하부 탄성부(420)는 베이스(300)의 보빈 수납홈(330) 보다 큰 사이즈로 형성되고 따라서 외측 하부 탄성부(420)는 베이스(300)의 상면(320) 상에 배치된다. 외측 하부 탄성부(420)는, 예를 들어, 고정자(100)의 하우징(150)의 기둥(154)들에 의하여 베이스(300)의 상면(320) 상에 고정될 수 있다.The outer lower
연결 하부 탄성부(430)는 내측 하부 탄성부(410) 및 외측 하부 탄성부(420)를 상호 탄력적으로 연결하며, 연결 하부 탄성부(430)에 의하여 내측 하부 탄성부(410)는 탄성을 갖게 된다.The connection lower
본 발명의 일실시예에서, 보빈(210)은 하부 탄성 부재(300)에 의하여 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)의 상부에 플로팅 된다.In one embodiment of the present invention, the
내측 하부 탄성부(410)는 보빈 수납홈(330)에 의하여 형성된 바닥면(335)에 대하여 이격되며, 코일 블럭(120)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때, 내측 하부 탄성부(410), 외측 하부 탄성부(420) 및 연결 하부 탄성부(430)들은 동일 평면상에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 코일 블럭(120)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때, 내측 하부 탄성부(410)는 외측 하부 탄성부(420)에 비하여 다소 낮은 위치에 배치되어도 무방하다.The inner lower
본 발명의 일실시예에서, 베이스(300)의 상면(320)에 오목한 보빈 수납홈(330)이 형성될 경우, 보이스 코일 모터(600)의 전체 부피를 감소시키면서 보빈 수납홈(330)을 이용하여 가동자(200)를 베이스(300)로부터 멀어지는 방향 또는 가동자(200)를 베이스(300)에 가까워지는 방향으로 각각 구동할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the concave
즉, 가동자(200)는 하부 베이스(300)의 상면(320)으로부터 이격시킬 경우, 가동자(200)는 코일 블럭(120)에 인가되는 전류의 방향의 변경에 의하여 베이스(300)를 향하는 하부 방향 또는 베이스(300)와 멀어지는 상부 방향으로 각각 구동될 수 있다.That is, when the
한편, 고정자(100)의 하우징(150)의 하우징 몸체(152)의 상면에 형성된 결합 보스(156)에는 상부 탄성 부재(450)가 결합 된다.On the other hand, the upper
상부 탄성 부재(450)는 내측 상부 탄성부(451), 외측 상부 탄성부(452) 및 연결 상부 탄성부(453)를 포함한다.The upper
내측 상부 탄성부(451)는 보빈(210)의 상면에 결합되며, 외측 상부 탄성부(452)는 하우징 몸체(152)의 상면에 배치된다. 연결 상부 탄성부(453)는 외측 및 내측 상부 탄성부(451,452)들을 연결한다.The inner upper
하우징 몸체(152)의 상면에 배치된 외측 상부 탄성부(452)에는 하우징 몸체(152)의 상면에 형성된 결합 보스(156)와 결합되는 결합홀(455)이 형성된다.The outer upper
도 1을 다시 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 커버 캔(500)을 더 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
커버 캔(500)은 가동자(200)의 렌즈(205)를 노출하는 개구가 형성된 상판(510) 및 상판(510)의 에지로부터 베이스(300)를 향하는 방향으로 연장된 측면판(520)을 포함하며, 측면판(520)은 베이스(300)의 측면과 결합 된다.The cover can 500 includes a
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가동자(200)의 보빈(210)은 코일 블럭(120) 및 마그네트(250)로부터 발생된 힘에 의하여 상기 베이스(300)의 상면(320)으로부터 멀어지는 제1 방향(FD) 및 상기 제1 방향(FD)과 반대 방향으로 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)의 바닥면을 향하는 제2 방향(SD)으로 각각 구동될 수 있다.2, the
본 발명의 일실시예에서, 가동자(200)의 보빈(210)은 코일 블럭(120)에 정방향 전류가 인가될 때 제1 방향(FD)으로 구동되고, 보빈(210)은 코일 블럭(120)에 상기 정방향 전류와 반대 방향인 역방향 전류가 인가될 때 제2 방향(SD)으로 구동된다.In an embodiment of the present invention, the
이때, 코일 블럭(120)에 인가된 정방향 전류 또는 역방향 전류는 코일 블럭(120)의 양단에 인가되는 전압차를 조절함으로써 구현할 수 있고, 전압차는 예를 들어, PWM 회로에 의하여 구현될 수 있다.In this case, the forward current or the reverse current applied to the
도 3은 도 1에 도시된 보이스 코일 모터를 개념적으로 도시한 단면도이다. 도 4는은 도 1에 도시된 보이스 코일 모터를 구동하기 위한 구동 전류량 및 이동량의 관계를 도시한 그래프이다.3 is a cross-sectional view conceptually illustrating the voice coil motor illustrated in FIG. 1. 4 is a graph showing a relationship between a driving current amount and a moving amount for driving the voice coil motor shown in FIG. 1.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 보빈(210) 및 마그네트(250)를 포함하는 가동자(200)는 하부 탄성 부재(400) 및 상부 탄성 부재(450)에 의하여 고정되고, 하부 및 상부 탄성 부재(400,450)들의 탄성력 의하여 코일 블럭(120)에 전류가 인가되지 않을 때, 가동자(200)는 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)의 바닥면(335)으로부터 이격 된 위치에 플로팅 된다.1, 3, and 4, the
즉, 본 발명의 일실시예에서, 하부 및 상부 탄성 부재(400,450)들에 탄력적으로 고정된 보빈(210)은 보빈 수납홈(330)에 의하여 플로팅 되기 때문에, 보빈(210)은 코일 블럭(120)에 인가된 전류의 방향에 따라 베이스(300)의 상면(320)을 향하는 상기 제2 방향(SD) 또는 베이스(300)의 상면(320)으로부터 멀어지는 상기 제1 방향(FD)으로 양방향 구동 가능될 수 있다.That is, in one embodiment of the present invention, since the
베이스(300)의 하부에 배치된 이미지 센서 및 가동자(200)에 포함된 렌즈 사이의 간격을 넓히기 위해서 코일 블럭(120)에는 정방향 전류가 인가되고 이로 인해 코일 블럭(120)으로부터는 제1 자기장이 발생 된다.In order to widen the gap between the image sensor disposed below the
코일 블럭(120)으로부터 발생 된 제1 자기장은 가동자(200)의 보빈(210)에 장착된 마그네트(250)로부터 발생 된 제2 자기장과 작용하여 가동자(200)를 베이스(300)의 상부를 향하는 제1 방향(FD)으로 상승시키는 상승력을 발생시킨다. 상기 상승력은 코일 블럭(120)에 인가되는 정방향 전류의 세기에 비례하여 증가 된다.The first magnetic field generated from the
본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터(600)의 상부 및 하부 탄성 부재(400,450)들은 코일 블럭(120)에 전류가 인가되지 않았을 때 가동자(200)를 베이스(300)를 향하는 방향으로 가압하지 않기 때문에 코일 블럭(120)에 정방향 전류가 인가되는 순간 가동자(200)는 베이스(300)의 상면에 대하여 멀어지는 제1 방향(FD)으로 상승하기 시작한다.The upper and lower
이하, 도 4의 그래프에서 Y축이 양수가 되는 영역의 전류는 "정방향 전류"로서 정의되고, 도 4의 그래프에서 Y축이 음수가 되는 영역의 전류는 "역방향 전류"로서 정의된다.Hereinafter, the current in the region where the Y-axis is positive in the graph of FIG. 4 is defined as "forward current", and the current in the region where the Y-axis is negative in the graph of FIG. 4 is defined as "reverse current".
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)는 코일 블럭(120)에 정방향 전류가 인가되기 이전에 베이스(300)의 보빈 수납홈(330)에 의하여 베이스(300)로부터 이미 이격된 상태이기 때문에 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)가 A 지점에 도달하기 위해서는 약 25[mA]의 전류량이 요구된다. 반면, 일반적인 보이스 코일 모터에서 가동자가 상기 A 지점에 도달하기 위해서는 약 80[mA]의 전류량이 요구되며, 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 소비 전력은 종래 보이스 코일 모터의 약 1/3 정도에 불과하다.In addition, the
즉, 본 발명의 일실시예에서는 상부 및 하부 탄성 부재(400,450)들을 이용하여 코일 블럭(120)에 전류가 인가되기 이전에 가동자(200)가 베이스(300)의 상면으로부터 이미 이격된 상태이기 때문에 보다 적은 전류량으로도 가동자(200)를 요구되는 위치까지 상승시킬 수 있다.That is, in one embodiment of the present invention, before the current is applied to the
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)를 베이스(300)와 가까워지는 제2 방향(SD)으로 구동시키기 위해서는 코일 블럭(120)에 정방향 전류 대신 역방향 전류를 인가한다.On the other hand, in order to drive the
코일 블럭(120)에 인가된 상기 역방향 전류에 의하여 발생 된 자기장 및 마그네트(250)로부터 발생 된 자기장에 의하여 가동자(200)에는 베이스(300)를 향하는 하강력이 발생 되고, 상기 하강력에 의하여 가동자(200)는 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)의 바닥면(335)을 향하는 제2 방향(SD)으로 이동한다.Due to the magnetic field generated by the reverse current applied to the
본 발명의 일실시예에서, 가동자(200)를 제2 방향(SD)으로 이동할 때에도 종래 보이스 코일 모터에서 요구되는 전류량의 약 1/3에 불과한 전류량으로 가동자(200)를 이동시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, even when the
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 가동자를 상승 또는 하강 시키기 위한 구동 회로를 도시한 블럭도이다.5 is a block diagram illustrating a driving circuit for raising or lowering a mover of a voice coil motor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1 및 도 5를 참조하면, 코일 블럭(120)에 전류가 인가되지 않았을 때, 가동자(200)는 상부 및 하부 탄성 부재(400,450)들에 의하여 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)으로부터 플로팅 된 상태를 유지한다.1 and 5, when no current is applied to the
한편, 플로팅 된 가동자(200)를 구동하기 위하여 코일 블럭(120)에 전류를 인가함에 따라 가동자(200)는 베이스(300)의 상면(320)을 향하는 제1 방향(FD) 또는 제1 방향(FD)과 반대 방향인 제2 방향(SD)으로 구동된다.On the other hand, as the current is applied to the
가동자(200)를 상기 제1 방향(FD) 또는 상기 제2 방향(SD) 중 어느 한쪽 방향으로 구동하기 위해서, 보이스 코일 모터(600)는 코일 블럭(120)에 인가되는 전류의 흐름을 바꿔주는 구동 모듈(700)을 포함한다.In order to drive the
구동 모듈(700)은 제어 유닛(710) 및 전류 제공 유닛(790)을 포함한다.The
제어 유닛(710)은 외부 회로 기판과 전기적으로 연결되며, 제어 유닛(710)은 상승 제어 신호(S1) 및 하강 제어 신호(S2)를 발생한다.The
상승 제어 신호(S1)는 보이스 코일 모터(600)의 보빈(210) 및 베이스(300)의 상면(320) 사이의 갭을 증가시키기 위한 제어 신호이고, 하강 제어 신호(S2)는 보이스 코일 모터(600)의 보빈(210) 및 베이스(300)의 상면(320) 사이의 갭을 감소시키기 위한 제어 신호이다.The rising control signal S1 is a control signal for increasing the gap between the
전류 제공 유닛(790)은 상승 제어 신호(S1)에 응답하여 고정자(100)에 포함된 코일 블럭(120)에 가동자(200) 및 베이스(300)의 상면(320) 사이의 간격을 증가시키기 위한 "정방향 전류"를 제공한다.The current providing
반면, 전류 제공 유닛(790)은 하강 제어 신호(S2)에 응답하여 코일 블럭(120)에 가동자(200) 및 베이스(300)의 상면(320) 사이의 간격을 감소시키기 위한 "역방향 전류"를 제공한다.On the other hand, the current providing
전류 제공 유닛(790)은 전원(715), 제1 단위 회로부(720) 및 제2 단위 회로부(730)를 포함한다.The current providing
제1 단위 회로부(720)는, 예를 들어, 제1 및 제2 스위치 소자(Q1,Q2)들을 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 및 제2 스위치 소자(Q1,Q2)들은 각각 입력단, 출력단 및 게이트를 포함하는 트랜지스터를 포함할 수 있다.The first
제1 스위치 소자(Q1)의 상기 출력단은 제2 스위치 소자(Q2)의 상기 출력단과 전기적으로 연결된다. The output terminal of the first switch element Q1 is electrically connected to the output terminal of the second switch element Q2.
제2 단위 회로부(730)는 제3 및 제4 스위치 소자(Q3,Q4)들을 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 제3 및 제4 스위치 소자(Q1,Q2)들은 각각 입력단, 출력단 및 게이트를 포함하는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 제3 스위치 소자(Q3)의 상기 출력단은 제4 스위치 소자(Q4)의 상기 출력단과 전기적으로 연결된다. The second
본 발명의 일실시예에서, 제1 단위 회로부(720) 및 제2 단위 회로부(730)는 전원(715)에 대하여 병렬 방식으로 연결된다. 즉, 제1 단위 회로부(720)의 제1 및 제2 스위치 소자(Q1,Q2)의 상기 입력단들 및 제2 단위 회로부(730)의 제3 및 제4 스위치 소자(Q3,Q4)들의 상기 입력단들은 각각 전원(715)으로부터 제공된 전류가 입력된다.In one embodiment of the present invention, the first
한편, 제1 단위 회로부(720)의 제1 및 제2 스위치 소자(Q1,Q2)들의 상기 출력단들 및 제2 단위 회로부(730)의 제3 및 제4 스위치소자(Q3,Q4)들의 상기 출력단들에는 코일 블럭(120)을 이루는 전선의 일측단 및 상기 일측단과 대향하는 타측단이 전기적으로 연결된다.Meanwhile, the output terminals of the first and second switch elements Q1 and Q2 of the first
동작 측면에서, 제어 유닛(710)으로부터 출력된 상승 제어 신호(S1)는 제1 스위치 소자(Q1)의 상기 게이트 및 제4 스위치 소자(Q4)의 상기 게이트에 인가된다. 제어 유닛(710)으로부터 출력된 하강 제어 신호(S2)는 제2 스위치 소자(Q2)의 상기 게이트 및 제3 스위치 소자(Q3)의 상기 게이트에 각각 전기적으로 연결된다.In operation, the rising control signal S1 output from the
따라서, 제어 유닛(710)으로부터 상승 제어 신호(S1)가 출력될 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 스위치 소자(Q1) 및 제4 스위치 소자(Q4)의 각 게이트들에 상승 제어 신호(S1)가 함께 인가된다. 따라서, 제1 스위치 소자(Q1), 코일 블럭(120), 제4 스위치 소자(Q4) 및 전원(715)은 폐회로를 이루고 이로 인해 코일 블럭(120)에는 "정방향 전류"가 인가된다.Therefore, when the rising control signal S1 is output from the
코일 블럭(120)에 정방향 전류가 인가됨에 따라, 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200) 및 베이스(300)의 상면(320) 사이의 간격은 증가 된다. 즉, 가동자(200)는 베이스(300)의 상면(320)으로부터 상승된다.As the forward current is applied to the
한편, 제어 유닛(710)으로부터 하강 제어 신호(S2)가 출력될 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 스위치 소자(Q2) 및 제3 스위치 소자(Q3)의 각 게이트들에 하강 제어 신호(S2)가 함께 인가된다. 따라서, 제3 스위치 소자(Q3), 코일 블럭(120), 제2 스위치 소자(Q2) 및 전원(715)은 폐회로를 이루고 이로 인해 코일 블럭(120)에는 "정방향 전류"와 반대 방향으로 흐르는 "역방향 전류"가 인가된다.On the other hand, when the falling control signal S2 is output from the
코일 블럭(120)에 상기 역방향 전류가 인가됨에 따라, 보이스 코일 모터(600)의 가동자(200)는 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)의 내부로 이동된다. 즉, 가동자(200)는 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)의 바닥면(335)를 향해 하강한다.As the reverse current is applied to the
본 발명의 일실시예에서는, 비록 4 개의 스위치 소자(Q1,Q2,Q3,Q4)들을 이용하여 코일 블럭(120)에 흐르는 전류의 방향을 서로 다르게 제어하는 구성이 도시 및 설명되어 있으나, 이와 다르게 코일 블럭(120)에 흐르는 전류의 방향은 매우 다양한 전기소자들을 이용하여 변경될 수 있다.In one embodiment of the present invention, although the configuration for controlling the direction of the current flowing through the
비록 본 발명의 일실시예에서는 4 개의 스위치 소자(Q1,Q2,Q3,Q4)들을 이용하여 코일 블럭(120)에 흐르는 전류의 방향을 서로 다르게 제어하는 구성이 도시 및 설명되고 있으나, 이와 다르게, 코일 블럭(120)의 양단에 전압을 각각 인가하고, 상기 코일 블럭(120)의 양단간의 전압차를 조절하여 보빈(210)을 상승 또는 하강시킬 수 있다.Although in one embodiment of the present invention is shown and described in the configuration for controlling the direction of the current flowing through the
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 구동 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a driving method of the voice coil motor according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1 및 도 8을 참조하면, 보이스 코일 모터(600)를 구동하기 위하여 코일 블럭(120)에, 예를 들어, 역방향 전류(FC)(또는 초기 구동 전류)를 인가하여 보빈(210)을 기준 위치로 이동시킨다.1 and 8, in order to drive the
본 발명의 일실시예에서, 상기 기준 위치는 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)의 바닥면(335)일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the reference position may be the
이때, 베이스(300)의 상면(320)에 형성된 보빈 수납홈(330)의 바닥면(335)에 보빈(120)을 접촉시키기 위해 코일 블럭(120)에 특정 전류량(D)의 역방향 전류(FC)를 인가할 경우, 보빈(210)은 베이스(300)의 바닥면(335)으로 급강하하여 베이스(300)와 보빈(210)이 충돌되고 이로 인해 보빈(120)가 안정될 때까지 대기 시간이 요구된다.At this time, in order to contact the
본 발명의 일실시예에서는 코일 블럭(120)에 인가된 특정 전류량(D)의 역방향 전류(FC)(또는 초기 구동 전류)에 의한 보빈(210)의 이동 속도가 기준 위치에 인접할수록 감소 되어 기준 위치에 접촉된 보빈(210)이 안정되기까지 소요되는 상기 대기 시간을 감소시키기 위해 도 8의 이점 쇄선으로 도시된 그래프와 같이 코일 블럭(120)에 먼저 특정 전류량(D)을 갖는 역방향 전류(FC)를 인가한 후, 보빈(210)이 바닥면(335)에 접촉될 때가지 소정 시간 동안 역방향 전류(FC)의 특정 전류량(D)을 서서히 감소시켜 보빈(120)의 하강 속도를 감소시켜 보빈(120)의 상기 대기 시간을 감소시킨다.In one embodiment of the present invention, the moving speed of the
이어서, 코일 블럭(120)에 인가되는 역방향 전류(FC)의 전류량을 감소시켜 보빈(210)을 다시 기준 위치로부터 이격시키고, 보빈(210)이 초기 위치(S)에 도달하면 코일 블럭(120)에 정방향 전류(SC)를 인가한다. 정방향 전류(SC)는 연속적으로 증가 또는 계단 형식으로 증가 될 수 있다.Subsequently, the amount of current of the reverse current FC applied to the
이어서, 보빈(210)에 고정된 렌즈(205) 및 이미지 센서 모듈 사이에 요구되는 최적 포커스가 형성될 때, 정방향 전류(FC)의 전류량을 일정하게 유지시켜 보빈(210)을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지시킨다.Subsequently, when the optimum focus required between the
보빈(210)을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지시키는 과정은 보빈(210)을 상기 최적 포커스의 위치로부터 다소 벗어난 곳까지 추가적으로 이동시키는 과정 및 상기 코일 블럭(120)에 정방향 전류의 전류량을 감소시킴으로써 보빈(210)을 상기 최적 포커스의 위치로 복귀시키고, 이와 같은 미세 포커스 과정을 수행하여 보빈(210)의 렌즈(205) 및 이미지 센서 모듈 사이의 포커스를 보다 미세하게 조절할 수 있다.The step of stopping the
이어서, 이미지 센서 모듈 및 렌즈(205) 사이에는 피사체와 최적 포커스가 형성되고, 이미지 센서 모듈은 최적 포커스로 피사체의 이미지 또는 동영상을 생성한다.Subsequently, an optimal focus is formed between the image sensor module and the
한편, 도 1 및 도 9를 참조하면, 보이스 코일 모터(600)의 코일 블럭(120)에 특정 전류량(D)의 정방향 전류(SC)를 인가하여 보빈(210)을 기준 위치로 이동시킨다.Meanwhile, referring to FIGS. 1 and 9, the
본 발명의 일실시예에서, 상기 기준 위치는 커버 캔(500)의 상판(510)의 내측면일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the reference position may be an inner surface of the
이어서, 코일 블럭(120)에 정방향 전류(SC)의 전류량을 감소시켜 보빈(210)을 상기 기준 위치인 커버 캔(500)의 상판(510)으로부터 이격시키고, 보빈(210)이 초기 위치(S)에 도달하면 역방향 전류(FC)를 인가한다. 역방향 전류(FC)는 연속적으로 증가 또는 계단 형식으로 증가 될 수 있다.Subsequently, the amount of current of the forward current SC in the
이어서, 보빈(210)에 고정된 렌즈(205) 및 이미지 센서 모듈 사이에 요구되는 최적 포커스가 형성될 때, 역방향 전류(FC)의 전류량을 일정하게 유지시켜 보빈(210)을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지 시킨다.Subsequently, when the required focus is established between the
보빈(210)을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지 시키는 과정은 보빈(210)을 상기 최적 포커스의 위치로부터 다소 벗어난 곳까지 이동시키는 과정 및 상기 코일 블럭(120)에 상기 역방향 전류(SC)의 전류량을 다소 증가시킴으로써 보빈(210)을 상기 최적 포커스의 위치로 복귀시키고, 이와 같은 미세 포커스 과정을 수행하여 보빈(210)의 렌즈(230) 및 이미지 센서 모듈 사이의 포커스를 보다 미세하게 조절할 수 있다.The process of stopping the
이어서, 이미지 센서 모듈 및 렌즈(205) 사이에는 피사체와 최적 포커스가 형성되고, 이미지 센서 모듈은 최적 포커스로 피사체의 이미지를 생성한다.Subsequently, an optimal focus is formed between the image sensor module and the
본 발명의 일실시예에 따른 보이스 코일 모터의 구동 방법은 도 1에 도시된 보빈(210)을 베이스(300)의 상면(320) 또는 커버 캔(500)의 상판(510)의 내측면 중 어느 하나에 접촉시켜 기준 위치를 설정하고, 기준 위치로부터 이미지 센서 모듈과 최적 포커스를 이루는 위치에 도달할 때까지 코일 블럭(120)에 전류를 인가하여 가동자(200) 및 이미지 센서 모듈 사이의 포커스를 조절하는 방법이 도시 및 설명되었지만, 이와 다르게, 코일 블럭(120)에 제1 전류를 인가하여 보빈(210)을 기준 위치로 이동시키고, 피사체를 기준으로 렌즈(205) 및 이미지 센서 모듈 사이의 최적 포커스를 유지하기 위한 데이터를 산출하고, 상기 데이터와 대응하는 전류의 전류량을 상기 코일 블럭(120)에 인가하여 보빈(210)을 상기 데이터에 근거하여 상기 기준 위치로부터 이동시켜도 무방하다.In the method of driving the voice coil motor according to an exemplary embodiment of the present invention, the
이때, 코일 블럭(120)에 인가되는 전류의 전류량은 상기 데이터와 대응하는 세기를 갖고, 상기 기준 위치는 커버 캔(500)의 상판(510)의 내측면 또는 베이스(300)의 상면(320)일 수 있다.In this case, the current amount of the current applied to the
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 렌즈가 장착된 보빈을 이미지 센서가 탑재된 베이스의 상면에 형성된 보빈 수납홈으로부터 플로팅 시키고, 코일 블럭에 정방향 전류 또는 역방향 전류를 인가하여 보빈을 포함하는 가동자를 베이스로부터 멀어지는 방향 또는 베이스로 접근하는 방향으로 양방향 구동함으로써 보이스 코일 모터를 저전류로 구동 및 소비 전력을 감소시키고 보다 빠른 시간 내에 렌즈 및 이미지 센서 사이의 포커스를 조절할 수 있고, 보빈의 구동에 따른 접촉 소음을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.As described above in detail, the lens-mounted bobbin is floated from the bobbin accommodation groove formed on the upper surface of the base on which the image sensor is mounted, and a forward current or a reverse current is applied to the coil block to move the mover including the bobbin from the base. By driving in both directions in the direction away or approaching the base, the voice coil motor can be driven with low current, reducing power consumption, adjusting the focus between the lens and image sensor in a shorter time, and reducing the contact noise caused by the bobbin driving. It has an effect that can be reduced.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
600...보이스 코일 모터 100...고정자
200...가동자 300...베이스
400...하부 탄성 부재 450...상부 탄성 부재
500...커버 캔600 ...
200 ...
400 ... lower
500 ... Cover can
Claims (22)
상기 코일 블럭의 내부에 배치되며 내부에 렌즈가 고정된 보빈 및 상기 보빈에 상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트를 포함하는 가동자;
상기 하우징이 고정되며 상기 렌즈와 대응하는 위치에 개구가 형성되며, 상기 보빈과 마주하는 상면에 상기 보빈의 하면을 수용하는 보빈 수용홈이 형성된 베이스; 및
상기 코일 블럭에 구동 신호가 인가되지 않았을 때, 상기 가동자의 자세에 상관없이 상기 보빈의 하면 및 상기 보빈 수용홈에 의하여 형성된 바닥면 사이에 갭이 형성되도록 상기 보빈 및 상기 베이스에 고정된 하부 탄성 부재를 포함하는 보이스 코일 모터.A stator including a coil block and a housing for fixing the coil block;
A mover including a bobbin disposed inside the coil block and having a lens fixed therein, and a magnet disposed on the bobbin facing the coil block;
A base in which the housing is fixed and an opening is formed at a position corresponding to the lens, and a bobbin receiving groove is formed on an upper surface facing the bobbin to receive a lower surface of the bobbin; And
When no driving signal is applied to the coil block, a lower elastic member fixed to the bobbin and the base such that a gap is formed between the bottom surface of the bobbin and the bottom surface formed by the bobbin receiving groove regardless of the posture of the mover. Voice coil motor comprising a.
상기 하우징은 상기 보빈을 노출하는 개구를 갖는 플레이트 형상의 하우징 몸체 및 상기 하우징 몸체의 하면으로부터 상기 베이스를 향해 돌출된 복수개의 기둥들을 포함하는 보이스 코일 모터.The method of claim 1,
And the housing includes a plate-shaped housing body having an opening exposing the bobbin and a plurality of pillars protruding from the lower surface of the housing body toward the base.
상기 하우징 몸체의 상면에는 복수개의 결합 보스들이 돌출되며, 상기 결합 보스들에는 상기 보빈의 상면과 결합된 상부 탄성 부재가 결합된 보이스 코일 모터.The method of claim 2,
A plurality of coupling bosses protrude from an upper surface of the housing body, and an upper elastic member coupled to the upper surface of the bobbin is coupled to the coupling bosses.
상기 보빈은 통 형상으로 형성되며 상기 마그네트는 상기 코일 블럭과 마주하는 플레이트 형상으로 형성된 보이스 코일 모터.The method of claim 1,
The bobbin is formed in a cylindrical shape and the magnet is a voice coil motor formed in a plate shape facing the coil block.
상기 베이스의 상기 보빈 수용홈의 평면적은 상기 보빈의 평면적보다 크게 형성된 보이스 코일 모터.The method of claim 1,
And a plane area of the bobbin receiving groove of the base is larger than that of the bobbin.
상기 하부 탄성 부재는 상기 보빈의 하면과 결합된 내측 하부 탄성부, 상기 베이스의 상면에 배치된 외측 하부 탄성부 및 상기 내측 및 외측 하부 탄성부들을 연결하는 연결 하부 탄성부를 포함하는 보이스 코일 모터.The method of claim 1,
The lower elastic member includes an inner lower elastic part coupled to a lower surface of the bobbin, an outer lower elastic part disposed on an upper surface of the base, and a connecting lower elastic part connecting the inner and outer lower elastic parts.
상기 내측 하부 탄성부는 환형 링 형상으로 형성되며, 상기 내측 하부 탄성부는 상기 보빈 수용홈 내에 수납되는 사이즈로 형성된 보이스 코일 모터.The method according to claim 6,
The inner lower elastic part is formed in an annular ring shape, the inner lower elastic part is a voice coil motor formed in a size accommodated in the bobbin receiving groove.
상기 코일 블럭에 구동 신호가 인가되지 않았을 때, 상기 내측 하부 탄성부, 외측 하부 탄성부 및 연결 하부 탄성부는 동일 평면상에 배치된 보이스 코일 모터. The method according to claim 6,
And a driving coil is not applied to the coil block, wherein the inner lower elastic part, the outer lower elastic part, and the connecting lower elastic part are disposed on the same plane.
상기 보빈 수용홈에 의하여 형성된 바닥면에는 충격 흡수 부재가 배치된 보이스 코일 모터.The method of claim 1,
Voice coil motor having a shock absorbing member is disposed on the bottom surface formed by the bobbin receiving groove.
상기 충격 흡수 부재는 스폰지, 탄성을 갖는 합성 수지 및 고무 중 어느 하나를 포함하는 보이스 코일 모터.10. The method of claim 9,
The shock absorbing member is a voice coil motor comprising any one of a sponge, elastic resin and rubber.
상기 고정자를 감싸며 상기 렌즈를 노출하는 커버 캔을 더 포함하는 보이스 코일 모터.The method of claim 1,
And a cover can surrounding the stator and exposing the lens.
상기 코일 블럭의 내부에 배치되며 내부에 렌즈가 고정된 보빈 및 상기 보빈에 상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트를 포함하는 가동자;
상기 하우징이 고정되며 상기 렌즈와 대응하는 위치에 개구가 형성되며, 상기 보빈과 마주하는 상면에 상기 보빈의 하면을 수용하는 보빈 수용홈이 형성된 베이스; 및
상기 보빈의 하면 및 상기 보빈 수용홈에 의하여 형성된 바닥면 사이에 갭이 형성되도록 상기 보빈 및 상기 베이스에 고정된 하부 탄성 부재를 포함하며,
상기 하부 탄성 부재에 의하여 지지 된 상기 보빈은 상기 코일 블럭 및 상기 마그네트에 의하여 발생된 제1 힘에 의하여 상기 베이스와 멀어지는 제1 방향 및 상기 보빈 수용홈에 의하여 상기 베이스와 가까워지는 제2 방향 중 어느 한 방향으로 구동되는 보이스 코일 모터.A stator including a coil block and a housing for fixing the coil block;
A mover including a bobbin disposed inside the coil block and having a lens fixed therein, and a magnet disposed on the bobbin facing the coil block;
A base in which the housing is fixed and an opening is formed at a position corresponding to the lens, and a bobbin receiving groove is formed on an upper surface facing the bobbin to receive a lower surface of the bobbin; And
A lower elastic member fixed to the bobbin and the base such that a gap is formed between a bottom surface of the bobbin and a bottom surface formed by the bobbin receiving groove;
The bobbin supported by the lower elastic member is any one of a first direction away from the base by a first force generated by the coil block and the magnet and a second direction approaching the base by the bobbin receiving groove. Voice coil motor driven in one direction.
상기 보빈이 상기 제1 방향으로 구동될 때 상기 코일 블럭에는 정방향 전류가 인가되고, 상기 보빈이 상기 제2 방향으로 구동될 때 상기 코일 블럭에는 상기 정방향 전류의 흐름과 반대 방향으로 흐르는 역방향 전류가 인가되는 보이스 코일 모터.The method of claim 12,
Forward current is applied to the coil block when the bobbin is driven in the first direction, and reverse current flowing in the opposite direction to the flow of the forward current is applied to the coil block when the bobbin is driven in the second direction. Voice coil motor.
상기 코일 블럭의 양단간의 전압차를 조절하여 상기 보빈을 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나의 방향으로 구동시키는 보이스 코일 모터.The method of claim 12,
A voice coil motor for controlling the voltage difference between both ends of the coil block to drive the bobbin in any one of the first direction and the second direction.
상기 코일 블럭의 내부에 배치되며 내부에 렌즈가 고정된 보빈 및 상기 보빈에 상기 코일 블럭과 마주하게 배치된 마그네트를 포함하는 가동자;
상기 하우징이 고정되며 상기 렌즈와 대응하는 위치에 개구가 형성되며, 상기 보빈과 마주하는 상면에 상기 보빈의 하면을 수용하는 보빈 수용홈이 형성된 베이스;
상기 보빈의 하면 및 상기 보빈 수용홈에 의하여 형성된 바닥면 사이에 갭이 형성되도록 상기 보빈 및 상기 베이스에 고정된 하부 탄성 부재; 및
상기 보빈을 상기 베이스로부터 상승시키기 위한 상승 제어 신호 및 상기 보빈을 상기 보빈 수용홈 내로 하강시키기 위한 하강 제어 신호를 각각 발생시키는 제어 유닛 및 상기 제어 유닛의 상기 상승 및 하강 제어 신호들에 응답하여 정방향 전류 및 역방향 전류 중 하나를 상기 코일 블럭에 제공하는 전류 제공 유닛을 포함하는 구동 모듈을 포함하는 보이스 코일 모터.A stator including a coil block and a housing for fixing the coil block;
A mover including a bobbin disposed inside the coil block and having a lens fixed therein, and a magnet disposed on the bobbin facing the coil block;
A base in which the housing is fixed and an opening is formed at a position corresponding to the lens, and a bobbin receiving groove is formed on an upper surface facing the bobbin to receive a lower surface of the bobbin;
A lower elastic member fixed to the bobbin and the base such that a gap is formed between a bottom surface of the bobbin and a bottom surface formed by the bobbin receiving groove; And
A forward current in response to a control unit for generating a lift control signal for raising the bobbin from the base and a drop control signal for lowering the bobbin into the bobbin receiving groove, and the rise and fall control signals of the control unit, respectively. And a drive module including a current providing unit for providing one of reverse currents to the coil block.
상기 전류 제공 유닛은 제1 및 제2 스위치 소자들이 직렬 연결된 제1 단위 회로부 및 제3 및 제4 스위치 소자들이 직렬 연결된 제2 단위 회로부를 포함하며,
상기 제1 및 제2 단위 회로부들은 전원(power)에 대하여 병렬 방식으로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 및 제2 스위치 소자들 사이에는 상기 코일 블럭의 제1 단부가 연결되고, 상기 제3 및 제4 스위치 소자들 사이에는 상기 코일 블럭의 제2 단부가 연결된 보이스 코일 모터.17. The method of claim 16,
The current providing unit includes a first unit circuit part in which first and second switch elements are connected in series, and a second unit circuit part in which third and fourth switch elements are connected in series,
The first and second unit circuit parts are electrically connected in a parallel manner with respect to power, a first end of the coil block is connected between the first and second switch elements, and the third and second And a second end of the coil block connected between the four switch elements.
상기 제1 및 제4 스위치 소자들에 상기 상승 제어 신호가 제공되어 상기 코일 블럭에는 상기 정방향 전류가 인가되고, 상기 제2 및 제3 스위치 소자들에 상기 하강 제어 신호가 제공되어 상기 코일 블럭에는 상기 역방향 전류가 인가되는 보이스 코일 모터.18. The method of claim 17,
The rising control signal is provided to the first and fourth switch elements so that the forward current is applied to the coil block, and the falling control signal is provided to the second and third switch elements so that the coil block is Voice coil motor to which reverse current is applied.
상기 코일 블럭에 초기 구동 신호를 인가하여 상기 보빈을 기준 위치로 이동시켜 상기 보빈을 정렬시키는 단계;
상기 코일 블럭에 레벨이 증가 또는 감소 되는 구동 전류를 인가하여 상기 보빈을 상기 기준 위치로부터 포커스 위치로 이동시키는 단계; 및
상기 렌즈 및 상기 이미지 센서 모듈 사이에 최적 포커스가 형성될 때 상기 구동 전류의 상기 레벨을 일정하게 유지시켜 상기 보빈을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지 시키는 단계를 포함하는 보이스 코일 모터의 구동 방법.A base having a bobbin receiving groove formed thereon, a stator including a magnet disposed on the base and disposed above the bobbin receiving groove and including a magnet, a coil block fixed to the base and facing the magnet, and the bobbin. In the voice coil motor comprising an elastic member to float on the upper receiving groove,
Applying an initial driving signal to the coil block to move the bobbin to a reference position to align the bobbin;
Moving the bobbin from the reference position to a focus position by applying a driving current of increasing or decreasing level to the coil block; And
And maintaining the level of the drive current constant when the optimum focus is formed between the lens and the image sensor module to stop the bobbin at a position corresponding to the optimum focus.
상기 기준 위치는 상기 보빈 수납홈에 의하여 형성된 바닥면 및 상기 보빈을 덮는 커버 캔의 내측면 중 어느 하나인 보이스 코일 모터의 구동 방법.20. The method of claim 19,
The reference position is a voice coil motor driving method of any one of the bottom surface formed by the bobbin receiving groove and the inner surface of the cover can covering the bobbin.
상기 보빈을 상기 최적 포커스와 대응하는 위치에 정지시키는 단계는, 상기 보빈을 상기 최적 포커스의 위치로부터 벗어난 곳까지 이동시키는 단계; 및
상기 코일 블럭에 위치 보정을 위한 전류를 다시 인가하여 상기 보빈을 상기 최적 포커스의 위치로 복귀시키는 단계를 포함하는 보이스 코일 모터의 구동 방법.20. The method of claim 19,
The step of stopping the bobbin at a position corresponding to the optimal focus may include moving the bobbin to a position away from the position of the optimal focus; And
And applying the current for position correction to the coil block again to return the bobbin to the position of the optimal focus.
상기 코일 블럭에 상기 초기 구동 전류를 인가하여 상기 보빈을 기준 위치로 이동시켜 상기 보빈을 정렬시키는 단계에서,
상기 초기 구동 전류에 의한 상기 보빈의 이동 속도는 상기 기준 위치에 인접할수록 감소 되어 상기 기준 위치에 상기 보빈이 충돌하여 보빈이 안정되기까지 소요되는 시간을 감소시키는 보이스 코일 모터의 구동 방법.20. The method of claim 19,
In the step of aligning the bobbin by applying the initial drive current to the coil block to move the bobbin to a reference position,
And a moving speed of the bobbin due to the initial driving current decreases closer to the reference position, thereby reducing the time required for the bobbin to collide with the reference position to stabilize the bobbin.
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